вентиляторная система охлаждения силовой установки
| Классы МПК: | F04D25/08 воздуходувные установки, например для вентиляции |
| Автор(ы): | Вавилонский Э.Б., Домнин В.Б., Куракса О.А., Неволин В.М., Наумов М.Л., Малых Н.А., Андронов В.А., Белов Н.А., Григурко В.В., Тыкало А.С. |
| Патентообладатель(и): | Государственное унитарное предприятие "Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения", Государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уралвагонзавод" им. Ф.Э.Дзержинского |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2000-09-14 публикация патента:
10.08.2002 |
Изобретение относится к вентиляторным системам охлаждения (СО) силовых установок с разомкнутым воздушным трактом СО, особенностью которых является отсутствие условий для организации осесимметричного потока воздуха на входе в рабочее колесо вентиляторной установки (ВУ) и достаточных объемов в моторно-трансмиссионных отделениях (МТО) для построения полнопрофильных устройств выпуска воздуха в атмосферу. Сущность изобретения заключается в том, что в системе охлаждения, содержащей стеллаж с радиаторами и вентиляторную установку, установленную наклонно в кормовой части МТО в криволинейном участке всасывающей сети с верхним расположением радиаторов и наличием экранирующих элементов на входе воздуха в ВУ, состоящей из центробежного рабочего колеса с листовыми лопатками, загнутыми назад, с относительным диаметром входа До/Д= 0,85...0,875; входного направляющего аппарата - неподвижной сегментной решетки с центральным углом 180-210o, установленного в верхней части ВУ, сваренной из трех направляющих колец - однополостных гиперболоидов вращения, мнимые оси которых совмещены с осью вращения рабочего колеса, отношение диаметров горловин окружностей к наружному диаметру рабочего колеса Д составляют соответственно 0,8-0,82; 0,74-0,76; 0,62-0,64, выходная кромка верхнего кольца решетки выполнена одинакового диаметра с максимальным диаметром входных кромок лопаток, а образующиеся два криволинейных канала выполнены с постоянным сечением и отношение площадей проходных сечений верхнего канала к нижнему составляет 1:2; корпуса вентиляторной установки постоянной ширины В с неполным раскрытием спирали, ступенчатым диффузором на выходе, отношением площадей выходного сечения корпуса к входному сечению ВУ 1,3-1,35, выходные кромки лопаток центробежного рабочего колеса загибают в сторону вращения колеса на участке относительной длины L=L/Д=0,05-0,075 от выходных кромок, сохраняя угол выхода <90; выдерживают отношение ширины рабочего колеса b2 к внешнему диаметру колеса Д, равным b2/Д=0,19-0,23, а отношение ширины колеса b2 к ширине корпуса В выполняют равным b2/В=0,51-0,58. Реализация изобретения обеспечивает прирост производительности вентиляторной установки на 12%, повышение статического КПД вентиляторной установки с 16-18% до 24%. 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Вентиляторная система охлаждения силовой установки, содержащая стеллаж с радиаторами и вентиляторную установку (ВУ), установленную наклонно в кормовой части моторно-трансмиссионного отделения (МТО) в криволинейном участке всасывающей сети с верхним расположением радиаторов и наличием экранирующих элементов на входе воздуха в ВУ, состоящую из центробежного рабочего колеса с листовыми лопатками, загнутыми назад, с относительным диаметром входа о/Д= 0,85-0,875; входного направляющего аппарата - неподвижной сегментной решетки с центральным углом 180-210o, установленного в верхней части вентиляторной установки, сваренной из трех направляющих колец - однополостных гиперболоидов вращения, мнимые оси которых совмещены с осью вращения рабочего колеса, отношение диаметров горловин окружностей к наружному диаметру рабочего колеса Д составляют соответственно 0,8-0,82; 0,74-0,76; 0,62-0,64, выходная кромка верхнего кольца решетки выполнена одинакового диаметра с максимальным диаметром входных кромок лопаток, а образующиеся два криволинейных канала выполнены с постоянным сечением и отношение площадей проходных сечений верхнего канала к нижнему составляет 1:2; корпуса вентиляторной установки постоянной ширины В с неполным раскрытием спирали, ступенчатым диффузором на выходе, отношением площадей выходного сечения корпуса к входному сечению ВУ 1,3-1,35, отличающаяся тем, что выходные кромки лопаток центробежного рабочего колеса на участке относительной длины L=L/Д=0,05-0,075 выполнены с плавным загибом в сторону вращения колеса, при этом угол выхода лопаток выполнен <90Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к вентиляторным системам охлаждения (СО) с разомкнутым воздушным трактом СО, особенностью которых является отсутствие условий для организации осесимметричного потока воздуха на входе в рабочее колесо вентиляторной установки (ВУ) и достаточных объемов в моторно-трансмиссионных отделениях (МТО) для построения полнопрофильных устройств выпуска воздуха в атмосферу. Изобретение, главным образом, может быть использовано в вентиляторных системах охлаждения военно-гусеничных машин (ВГМ), особенно танков отечественного производства с дизельными силовыми установками. Большая часть существующего парка ВГМ с дизельными двигателями выполнена с вентиляторными системами охлаждения. Все зарубежные танки с дизельными силовыми установками превосходят отечественные танки по высоте и объемам МТО, что видно из таблицы [см. Теория и конструкция танков, т. 4 под редакцией П.П.Исакова, М.: Машиностроение, 1984]. В силу этого при размещении вентиляторной установки в МТО зарубежных танков нет затруднений в организации нормальных условий подвода к рабочему колесу и выпуску его в атмосферу, что решается путем создания канализированных воздушных трактов. Организация канализированных воздушных трактов систем охлаждения вынуждается также необходимостью, т.к. на зарубежных танках применяются вентиляторные установки, особенно чувствительные к сопротивлениям на линии всасывания (это относится к осевым вентиляторным установкам танков Челленджер, Валиент, М60А1) или на линии нагнетания (это относится к центробежному вентилятору с лопатками, загнутыми вперед на немецком танке "Леопард-2"). Поэтому вентиляторные системы охлаждения зарубежных танков не имеют с предлагаемым изобретением сходных признаков. Наиболее близким аналогом-прототипом изобретения являются вентиляторные системы охлаждения дизельных силовых установок отечественных танков типа Т-72 и инженерных машин на их базе [Объект 172М "Техническое описание и инструкция по эксплуатации", книга вторая, М.: Воениздат МО СССР, 1975], имеющие с изобретением следующие сходные признаки:- стеллаж с установленными в него радиаторами,
- вентиляторную установку системы охлаждения, установленную наклонно в кормовой части МТО в криволинейном участке всасывающей сети с верхним расположением стеллажа с радиаторами и наличием экранирующих элементов, близко расположенных от входного устройства (ВХ), содержащую:
- центробежное рабочее колесо с листовыми лопатками, загнутыми назад, с относительным диаметром входа Д0/Д=0,85...0,875;
- входной направляющий аппарат (ВНА) - неподвижная сегментная решетка с центральным углом 180. ..210o, установленная в верхней части вентиляторной установки, выполненная из трех направляющих колец - однополостных гиперболоидов вращения [М.Я.Выгодский. Справочник по высшей математике. М.: Госиздат физ. математ. литературы, издание 6-е, 1962], мнимые оси которых совмещены с осью вращения рабочего колеса, отношение диаметров горловин окружностей Дг1, Дг2, Дг3 к наружному диаметру рабочего колеса Д составляют соответственно 0,8. . .0,82; 0,74...0,76; 0,62...0,64; выходная кромка верхнего кольца решетки имеет одинаковый диаметр с максимальным диаметром входных кромок лопаток Д1, а образующиеся два криволинейных канала выполнены постоянным сечением и отношение площадей проходных сечений верхнего канала к нижнему составляет 1:2;
- корпус вентиляторной установки постоянной ширины В с неполным раскрытием спирали, ступенчатым диффузором на выходе, отношением площадей выходного сечения корпуса к входному сечению ВУ составляет 1,3...1,35. Аэродинамические характеристики центробежного рабочего колеса вентилятора с лопатками, загнутыми назад, установленного за пакетом радиаторов большого фронта на линии всасывания, менее чувствительны по сравнению с другими типами колес вентиляторов к искажению правильной геометрической формы спирального корпуса ВУ. Конструкция прототипа имеет следующие недостатки:
- вектор относительной скорости потока воздуха на входе в лопатки на большей части поворота колеса образует с входными кромками отрицательные углы атаки, вызванные плохим наполнением колеса из-за крутого поворота потока на участке от радиаторов к ВХ;
- близкое расположение экранирующих элементов МТО от входа в ВУ также вызывает неравномерность полей скоростей и давлений воздуха на входе в рабочее колесо, ухудшая аэродинамические показатели вентиляторной установки. Задачей изобретения является повышение производительности и КПД вентиляторной установки за счет оптимизации геометрических размеров ВУ в условиях ее работы в криволинейном канале воздушного тракта МТО при наличии близко расположенных экранирующих элементов от входного устройства вентиляторной установки. Указанная задача решается за счет применения совокупности новых существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения:
1. В отличие от прототипа системы охлаждения центробежное рабочее колесо вентилятора с лопатками, загнутыми назад, выполнено с изменением профилей межлопаточных каналов. При этом выходные кромки лопаток на участке относительной длины
L/Д= 0,05. . .0,075 выполнены с плавным загибом в сторону вращения до 
2=62o<901 - стеллажа с установленными в него радиаторами и вентиляторной установки, содержащей:
2 - корпус вентиляторной установки;
3 - входной направляющий аппарат (ВНА);
4 - центробежное рабочее колесо;
а также
5 - экранирующих элементов конструкции МТО на входе в вентиляторную установку. На разрезе Б-Б изображено центробежное рабочее колесо вентиляторной установки с профилями лопаток, заявляемыми в изобретении. Условные обозначения вентиляторной установки соответствуют общепринятым в технической литературе [Т.С.Соломахова, К.В.Чебышева. Центробежные вентиляторы. Справочник, М.: Машиностроение, 1980]. Д - наружный диаметр колеса;
Д0 - диаметр входного отверстия вентиляторной установки;
Д1 - диаметр входных кромок вентилятора;
Дг1, Дг2, Дг3 - диаметры горловин направляющих колес;
b2 - ширина колеса на выходе;
В - ширина корпуса вентиляторной установки;
L/Д - относительная длина лопатки от выходной кромки до начала загиба в сторону вращения колеса,1 и 2- углы входа и выхода лопаток;Относительный диаметр входа Д0/Д. В результате реализации этих новых существенных признаков, характеризующих изобретение и являющихся отличительными от прототипа, на экспериментальном образце вентиляторной системы охлаждения достигнут следующий технический результат:
- прирост производительности вентиляторной установки составил 12%;
- статический КПД вентиляторной установки повысился с 16...18% до 24%.
Класс F04D25/08 воздуходувные установки, например для вентиляции
| вентилятор - патент 2526135 (20.08.2014) | |
| вентилятор воздуха, в частности, для отопительного прибора транспортного средства - патент 2513509 (20.04.2014) | |
| вентилятор - патент 2507419 (20.02.2014) |  |
| вентилятор - патент 2505714 (27.01.2014) |  |
| вентилятор - патент 2504694 (20.01.2014) |  |
| вентилятор - патент 2463483 (10.10.2012) |  |
| модульный электроприводной компрессорный агрегат - патент 2461738 (20.09.2012) | |
| вентилятор в сборе - патент 2460904 (10.09.2012) |  |
| вентилятор - патент 2458255 (10.08.2012) |  |
| вентилятор - патент 2458254 (10.08.2012) |  |